背景^[1-6]

谷胱甘肽（GSH）是一種抗氧化劑在植物，動(dòng)物，真菌和一些細(xì)菌和古生菌。谷胱甘肽能夠防止由活性氧物質(zhì)如自由基，過氧化物，脂質(zhì)過氧化物和重金屬引起的重要細(xì)胞組分的損害。它是一種在谷氨酸的羧基之間具有γ肽鍵的三肽側(cè)鏈和半胱氨酸的胺基，半胱氨酸的羧基通過正常的肽鍵連接到甘氨酸上。硫醇基團(tuán)是還原劑，在動(dòng)物細(xì)胞中以約5mM的濃度存在。

谷胱甘肽通過充當(dāng)電子供體而將細(xì)胞質(zhì)蛋白質(zhì)內(nèi)形成的二硫鍵還原為半胱氨酸。在此過程中，谷胱甘肽轉(zhuǎn)化為其氧化形式，谷胱甘肽二硫化物（GSSG）。一旦被氧化，谷胱甘肽可以通過谷胱甘肽還原酶還原，使用NADPH作為電子供體。細(xì)胞內(nèi)還原型谷胱甘肽與氧化型谷胱甘肽的比例通常用作細(xì)胞氧化應(yīng)激的量度。

谷胱甘肽不是人體必需的營養(yǎng)素，因?yàn)樗梢栽隗w內(nèi)由氨基酸L-半胱氨酸，L-谷氨酸和甘氨酸合成;它不必作為飲食中的補(bǔ)充劑存在。半胱氨酸的巰基（SH）用作質(zhì)子供體并且負(fù)責(zé)其生物活性。半胱氨酸是細(xì)胞谷胱甘肽生物合成中的限速因子，因?yàn)檫@種氨基酸在食物中相對(duì)罕見。動(dòng)物谷氨酸半胱氨酸連接酶（GCL）是由催化和調(diào)節(jié)亞基組成的異二聚體酶。催化亞基對(duì)于所有GCL酶活性是必需且足夠的，而調(diào)節(jié)亞基提高了酶的催化效率。

缺乏催化亞基（即缺乏所有從頭GSH合成）的小鼠在出生前死亡缺乏調(diào)節(jié)性亞基的小鼠沒有明顯的表型，但表現(xiàn)出明顯的GSH降低和對(duì)毒性損傷的敏感性增加。雖然所有動(dòng)物細(xì)胞都能夠合成谷胱甘肽，但肝臟中谷胱甘肽的合成已被證明是必不可少的。由于缺乏肝臟GSH合成，GCLC敲除小鼠在出生后一個(gè)月內(nèi)死亡。通過電化學(xué)梯度，特別是通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白R(shí)cGshT和RsGshT驅(qū)動(dòng)進(jìn)入血流的主要轉(zhuǎn)運(yùn)。

類似地，谷胱甘肽-conjugates，經(jīng)由肝臟合成，配有優(yōu)先分泌進(jìn)入膽汁。植物谷氨酸半胱氨酸連接酶（GCL）是一種氧化還原敏感的同型二聚體酶，在植物界保守。在氧化環(huán)境中，形成分子間二硫鍵，酶切換到二聚活性狀態(tài)。關(guān)鍵半胱氨酸對(duì)的中點(diǎn)電位為-318 mV。除了氧化還原依賴性對(duì)照之外，植物GCL酶被谷胱甘肽反饋抑制。

GCL專門位于質(zhì)體中，谷胱甘肽合成酶（GS）雙重靶向質(zhì)體和胞質(zhì)溶膠，因此GSH和γ-谷氨酰半胱氨酸從質(zhì)體中輸出。兩種谷胱甘肽生物合成酶都是植物必需的;GCL和GS的敲除對(duì)胚胎和幼苗是致命的。

應(yīng)用^[7][8]

GSH(抗氧化劑)可用于皮膚損傷和美白：

谷胱甘肽在防止對(duì)皮膚的氧化損傷中起重要作用。除了其眾多公認(rèn)的生物功能外，谷胱甘肽還具有與皮膚美白有關(guān)的能力。胱甘肽利用不同的機(jī)制來發(fā)揮其作為皮膚各級(jí)的美白劑作用的黑素生成。它通過阻止神經(jīng)遞質(zhì)前體L-DOPA在黑色素生成過程中與酪氨酸酶相互作用的能力來抑制黑色素合成。谷胱甘肽通過中斷L-DOPA的功能來抑制黑色素的實(shí)際產(chǎn)生和凝集。

另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，谷胱甘肽通過在酶的活性位點(diǎn)內(nèi)結(jié)合和螯合銅來直接失活酪氨酸酶，從而抑制黑色素的形成。谷胱甘肽的抗氧化特性使其能夠通過淬滅自由基和過氧化物來抑制黑色素的合成，這些自由基和過氧化物有助于酪氨酸酶的活化和黑色素的形成。它的抗氧化特性還可以保護(hù)皮膚免受紫外線輻射和其他環(huán)境以及產(chǎn)生自由基的內(nèi)部壓力因素，從而導(dǎo)致皮膚損傷。

色素沉著過度。在大多數(shù)哺乳動(dòng)物中，黑色素的形成由真黑素（褐黑色顏料）和褐黑素（黃-紅色顏料）作為任一混合物或共聚物。提高谷胱甘肽水平可以誘導(dǎo)色素細(xì)胞產(chǎn)生褐黑素，而不是真黑素顏料。Te-Sheng Chang的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，還原型谷胱甘肽的最低水平與真黑素型色素沉著有關(guān)，而最高水平的谷胱甘肽與褐黑素相關(guān)。因此，可以合理地假設(shè)谷胱甘肽的消耗會(huì)導(dǎo)致真黑色素的形成。Prota觀察到降低導(dǎo)致的轉(zhuǎn)化谷胱甘肽濃度的L-多巴醌，以多巴色素，增加的棕黑色顏料（真黑素）的形成。

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